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IMUNOLOGIA P1 AULA 1 – INTRODUÇÃO E ORGANIZAÇÃO DO SISTEMA IMUNE I) INTRODUÇÃO Ciência que estuda os mecanismos de defesa do hospedeiro contra agentes infecciosos, as alterações de funcionamento e a manutenção da homeostasia do sistema imune. II) A IMUNIDADE SE DIVIDE EM DOIS GRANDES GRUPOS: IMUNIDADE INATA E IMUNIDADE ADQUIRIDA A imunidade inata é aquela que nasce com o indivíduo. Compreende inicialmente às barreiras químicas (lágrimas, suor, muco) e físicas (pele, mucosa) do corpo que são importantes para impedir a invasão de microrganismos. Caso essa invasão aconteça, a primeira resposta celular imune contra esses agentes é feita através de células da imunidade inata: células fagocíticas, que são capazes de reconhecer e, por fagocitose, ingerir e destruir microrganismos; e também por moléculas do sistema complemente e proteínas de fase aguda, que fazem a resposta inflamatória. Esse primeiro tipo de combate é feito nas primeiras horas e é uma resposta imediata à invasão. Porém, muitas vezes os microrganismos não são totalmente destruídos e precisam ser eliminados por uma resposta mais eficiente e direcionada (e não generalizada) para o tipo de microrganismo que está causando aquela invasão. A imunidade adaptativa é feita pelos linfócitos. Essas células precisam ser ativadas para atuarem; precisam que antígenos sejam apresentados; têm que proliferar, gerar células efetoras que vão produzir a ) no caso dos linfócitos B: anticorpos ou imunoglobulinas, b) no caso dos linfócitos T: citocinas, capazes de chamar outras células para matar esses microrganismos. A imunidade adquirida demora mais tempo para ser gerada (demora dias) e, ao contrário da imunidade inata, possui memória imunológica. → Imunidade inata (barreiras físicas e químicas, leucócitos e NK): rapidamente ativada, com especificidade limitada, e não gera células de memória – fazem parte desse tipo de imunidade: barreiras epiteliais, fagócitos, células dendríticas e células NK. → Imunidade adaptativa (linfócitos B e T) (lentamente ativada, com alta especificidade, e gera células de memória) – fazem parte desse tipo de imunidade: Linfócitos B → Anticorpos; Linfócitos T → Células T efetoras. Ambas imunidades estão inter-relacionadas, e são essenciais para o bom funcionamento do sistema imune. Gráfico que representa a evolução de uma infecção (nível de microrganismos x duração da infecção) Animais que possuem imunidade inata e imunidade adaptativa: conseguem controlar a infecção. Animais que possuem imunidade inata, mas não apresentam imunidade adaptativa: tendem a conseguir controlar a infecção no início, mas não conseguem controlá-la após determinado período. Animais que possuem imunidade adaptativa, mas não apresentam imunidade inata: não conseguem controlar a infecção desde o início. III) ORIGEM DAS CÉLULAS DO SISTEMA IMUNE → HEMATOPOIESE Hematopoiese é o processo de formação, desenvolvimento e maturação dos elementos do sangue (eritrócitos, plaquetas, leucócitos) a partir de um precursor celular comum. A célula-tronco hematopoiética pluripotente auto-renovável na medula óssea (ancestral comum), dá origem à duas linhagens de células: a linhagem mielóide, e a linhagem linfóide. Progenitor mielóide: é o precursor dos macrófagos, monócitos, mastócitos, basófilos, eosinófilos, neutrófilos e células dendríticas – basicamente todo o sistema imune inato, só faltando o NK. Progenitor linfóide: é o precursor dos linfócitos específicos B e T (resposta imune adaptativa) e não- específicos NK (resposta imune inata). → Os linfócitos B são mediadores da imunidade humoral. Eles produzem plasmócitos que liberam Ig; e apresentam receptores do tipo BCR. → Os linfócitos T são mediadores da imunidade celular e apresentam receptores do tipo TCR. TCD8 → Linfócito T citotóxico (agem de forma parecida ao NK) TCD4 → Linfócito T auxiliar (liberam citocinas p/ auxiliar outras células na resposta imune). IV) CÉLULAS EFETORAS: COMPONENTES DA IMUNIDADE INATA QUE VIERAM DE UM PROGENITOR MIELÓIDE COMUM CÉLULA FUNÇÃO Macrófago (monócito) Fagocitose e apresentação de antígenos Célula dendrítica Captura de antígeno e apresentação de antígeno Neutrófilo Fagocitose, são as primeiras células a chegarem no local de infecção Eosinófilo Respostas antiparasitárias Basófilo Promoção da resposta alérgica e antiparasitária Mastócito Liberação de grânulos de histamina em resposta inflamatória MACRÓFAGO: São células amplamente distribuídas e com funções vitais para a homeostase do indivíduo. • Macrófagos residentes em tecidos: defesa imediata contra microrganismos • Altamente fagocítico: fagocitose de microrganismos e células mortas • Apresentação de antígenos • Resposta contra inflamação • Imunossupressão O processo de fagocitose: reconhecimento das partículas estranhas (microrganismos) a partir de receptores, ativação do macrófago, que vai emitir pseudópodes, formando vesícula (fagosomo). O fagosomo se funde com vesículas lisossomais, as quais contém uma série de enzimas responsáveis por realizar a digestão dessa partícula. Parte do material é utilizado pela própria célula e parte é excretada. O reconhecimento de constituintes de microrganismos pelos diferentes receptores da superfície celular dos macrófagos (PRR – receptores de reconhecimento padrão) vai resultar na ativação desse macrófago. O macrófago ativado apresenta um fenótipo bastante distinto do macrófago inativo. Ele expressa moléculas em sua superfície relacionadas com a ativação de linfócitos T; secreta citocinas para resposta inflamatória de caráter autócrino, e produz radicais de oxigênio e nitrogênio, que são importantes mecanismos de microbicidas. Mecanismos microbicidas: Indução da atividade de enzimas específicas durante os processo de ativação de um macrófago, levando à liberação de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio. São essas enzimas: oxidase do fagossoma NDPH e NO sintase. A leishmania, um parasita que infecta macrófagos, por exemplo, é suscetível à óxido nítrico. NEUTRÓFILOS: São as células mais abundantes do sistema imune inato, polinucleares e com grânulos no citoplasma. Os neutrófilos são as primeiras células a chegarem num local de infecção. • Os grânulos podem ser classificados de acordo com seu conteúdo: ◦ Grânulos primários: apresentam lisossomas ◦ Grânulos secundários: apresenta lisozima e elastase ◦ Grânulos terciários: apresenta gelatinase ◦ Vesículas secretórias: CÉLULAS DENDRÍTICAS: São leucócitos amplamente distribuídos entre os tecidos, que têm função primária de apresentadores de antígenos aos linfócitos T virgens. As células dendríticas também podem ser originadas de um precursor linfóide. • Mecanismo de funcionamento: Ao capturar os antígenos nos mais diversos tecidos, as células dendríticas migrarão para o órgão do sistema linfático mais próximo, onde apresentarão os antígenos aos linfócitos T. Ao passo que as células dendríticas migram, elas vão se maturando, diminuindo sua capacidade fagocítica e aumentando sua capacidade de estimulação de linfócitos T a partir de células B7. MASTÓCITOS: São encontrados principalmente na pele e na mucosa, apresentando grânulos citoplasmáticos com estruturas vasoativas. Na sua superfície celular, contém um receptor de alta afinidade para anticorpos IgE, que ao se ligar, ativa o mastócito, estimulando-o a degranular. São esses grânulos que apresentam diferentes mediadores inflamatórios. Além disso, os mastócitos produzem diferentes mediadores lipídicos da síntese de novo, como prostaglandinas, leucotrienos, tromboxanos e citocinas. EOSINÓFILOS: Apresentam uma série de grânulos citoplasmáticos, liberam uma série de citocinas envolvidas no recrutamento de mais eosinófilos. Localizados nas mucosas dos tratos respiratório, gastrointestinal e genitourinário.Armazenam e liberam enzimas: peroxidases eosinofílica e a colagenase, que levam ao remodelamento e dano tecidual. Agem contra parasitas e em processos alérgicos. IV) CÉLULAS EFETORAS: COMPONENTES DA IMUNIDADE QUE VIERAM DE UM PROGENITOR LINFÓIDE COMUM NATURAL KILLERS (NK): Não são considerados linfócitos específicos, pois diferentemente destes, os natural killers somente reconhecem mudanças na expressão de determinadas moléculas de uma célula, e assim liberam seus grânulos líticos responsáveis por matar células-alvo infectadas por vírus. Além disso, agem na resposta contra células tumorais. Se ao se ligar na célula-alvo, houver a passagem de um sinal negativo, o NK não mata a célula-alvo; mas se houver a passagem de um sinal positivo, o NK mata a célula-alvo. O NK não reconhece o vírus, mas sim a alteração na expressão de moléculas daquela célula-alvo. OBS: linfócitos específicos são aqueles que apresentam receptores para antígenos específicos em sua superfície celular. LINFÓCITOS: São as principais células da imunidade adaptativa Expressam receptores de antígenos com especificidades distintas para diferentes determinantes antigênicos Repertório de receptores gerado a partir de recombinação gênica SUBTIPOS: • Linfócitos B → produção de plasmócitos que liberam anticorpos (apresentam receptor BCR) • Linfócitos T → mediadores da imunidade celular (apresentam receptor TCR) ▪ Linfócitos T auxiliares TCD4 (auxiliam outras células dentro da resposta imune) e TCD8 citotóxicos (agem de forma parecida com NK VS células afetadas por vírus ou tumores) V) BREVE COMENTÁRIO SOBRE OS LINFÓCITOS - Células da imunidade ADAPTATIVA - Tem como característica o reconhecimento específico de antígenos, bem como a criação de memória. Todo o processo de desenvolvimento e maturação dos linfócitos B ocorrem na medula óssea (mamíferos), ou na bursa de fabrícios (aves), ou na placa de Peyer ilíacas (bovinos e ovinos), ou no apêndice (coelhos). Por outro lado, os linfócitos T duplo negativo são produzidos na medula óssea e maturados no timo em linfócitos T únicos positivos: citotóxicos ou auxiliares. Após a maturação, os linfócitos migram para os órgãos linfóides periféricos a partir de vasos linfáticos. VI) ÓRGÃOS LINFÓIDES Primários: medula óssea e timo Secundários: adenoide, tonsila, linfonodos, apêndice, placas de peyer, baço, etc. TIMO: Cortical (rica em timócitos, células precursoras de células T) e medular, com várias trabéculas. SECUNDÁRIOS: INICIAÇÃO DA RESPOSTA IMUNE BAÇO: resposta a antígenos presentes no sangue, rico em macrófagos. Apresenta uma grande quantidade de linfócitos T na região peri-arterial e uma grande quantidade de linfócitos B na região marginal. Os linfócitos B se diferenciam em plasmócitos e formam o centro germinativo durante uma resposta imune. Os plasmócitos produzem anticorpos. LINFONODOS: distribuído ao longo de todo sistema linfático. Dividido em região cortical (folículos de linfócitos B), para-cortical (linfócitos T) e medular (macrófagos e plasmócitos). Quimiocina é um tipo de citocina responsável por recrutar células, e por isso determinada região do baço e do linfonodo apresentam somente um determinado tipo de linfócitos. MALT: tecido linfóide associado à mucosa, responsáveis por responderem antígenos que entram através da mucosa (um exemplo é a placa de Peyer, que apresenta células M, as quais vão captar e transportar antígenos até as células do sistema imune), (outro exemplo é a mucosa da pele, que apresenta células dendríticas que apresentam antígenos). VII) RECIRCULAÇÃO DOS LINFÓCITOS Os linfócitos estão o tempo inteiro recirculando no organismo (recirculação linfática e sanguínea). Seu trajeto se dá por: circulante no vaso sanguíneo, vênulas de endotélio alto, linfonodo, vaso linfático eferente, ducto torácico e volta para a circulação sanguínea, em caso de não haver nenhum antígeno. Se houver antígeno: 1) Local de infecção do tecido periféricos 2) Células dendríticas captarão o antígeno e migrarão ao órgão linfóide mais próximo pelas vênulas do endotélio alto 3) Células dendríticas apresentarão o antígeno para o linfócito T, que é ativado 4) Linfócito T sai do órgão linfóide pela veia eferente e segue para o local de infecção pelo vaso sanguíneo periférico, agindo contra o agente infeccioso. VIII) ALGUNS CONCEITOS IMPORTANTES: Citocinas: são proteínas regulatórias de baixo peso molecular ou glicoproteínas secretadas por diversas células do Sistema Imune (também chamadas interleucinas – IL). Tem função de fazer a comunicação entre as células. Quimiocinas: são citocinas que afetam a quimiotaxia, isto é, o movimento e o comportamento de leucócitos. Elas se ligam a receptores celulares e direcionam as células para o ponto exato onde está acontecendo a infecção. Anticorpos: São glicoproteína secretadas por plasmócitos após a ativação de linfócitos. DISCUSSÃO DA AULA 1 SÍNCRONA As células da imunidade adaptativa demoram para atuar porque elas precisam ser ativadas e diferenciadas em células efetoras. Expansão clonal → processo de clonagem/proliferação dos linfócitos após ele ter pareado com seu respectivo antígeno. Gáfico que representa a diferença entre a resposta imunológica primária e secundária com enfoque no fenômeno de geração de células de memória. Quando um animal é exposto pela primeira vez a um determinado antígeno A, gera-se primeiro uma resposta imunológica inata (mais rápida e menos específica), seguida de uma resposta adquirida (lenta, embora mais específica que a inata). Dessa maneira, ao entrar em contato com o antígeno A pela primeira vez, os linfócitos da imunidade adaptativa vão gerar células de memória, que vão agir mais rapidamente numa próxima infecção do mesmo antígeno. Assim sendo, quando ocorrer uma segunda exposição do mesmo animal ao mesmo antígeno A, desencadeia-se uma resposta imunológica adaptativa mais rápida e mais eficaz que aquela da primeira vez (sendo até mesmo mais rápida que a resposta inata). Isso se deve às células de memória que foram criadas durante a primeira resposta. A resposta inata, por outro lado, independentemente de quantas vezes entrar em contato com o antígeno, responde exatamente da mesma maneira que respondeu naquela primeira exposição; e isso se deve ao fato não apresentar nenhum elemento de memória. 1 22 3 4 AULA 2.1 – MOLÉCULAS ENVOLVIDAS NA RESPOSTA IMUNE O sistema imune está relacionado com a forma com que o patógeno interage com o organismo. COMPONENTES DA IMUNIDADE: → Barreiras naturais → Proteínas efetoras circulantes • Proteínas do sistema complemento • Outros sistemas de proteases plasmáticas • Proteínas de fase aguda • Mediadores lipídicos, citocinas e quimiocinas → Células efetoras e circulantes A) BARREIRAS NATURAIS: imunidade inata que está presente desde o nascimento → Os peptídeos microbianos: moléculas que fazem parte da barreira natural da contenção de patógenos Catelicidinas: produzidas por neutrófilos, macrófagos, queratinócitos da pele e célula epiteliais dos pulmões e intestinos. São produzidos como um pró-peptídeo inativo composto por dois domínios ligados, e são processados antes da secreção. Histatinas: produzidas constitutivamente pelas glândulas paratireóide, sublingual e submandibular. Lisozima: faz a clivagem da parede celular de bactérias gram-positivas e gram-negativas. A sua ação se deve à hidrólise das ligações glicosídicas B1,4 entre resíduos do ácido N-acetilmurâmico e N-Acetil-D-glicosamina num peptídeoglicano. Defensinas: antibióticos de largo espectro que são capazes de criar poros nas paredes celulares de microrganismos (bactérias e fungos), deixando-os mais suscetíveis → morte. B) PROTEÍNAS EFETORAS CIRCULANTES → Proteínas do sistema complemento: são proteínas termolábeis produzidas pelos hepatócitos, monócitos, macrófagos teciduaise células epiteliais dos tratos gastrointestinais e geniturinário. Elas atuam a partir de mecanismo de cascata enzimática de ativação, com intuito de formar poros na parede do microrganismo, deixando-os mais suscetíveis. No meio dessa cascata de ativação, há a formação de proteínas importantes para a formação de resposta inflamatória (C3a e C5a) e proteínas que se ligam a receptores do complemento nos fagócitos, gerando a opsonização dos patógenos, facilitando o processo de fagocitose. → Sistema de proteases plasmáticas: Cascata cinina: a Bradicinina gera resposta a processo inflamatório. Aumenta a permeabilidade vascular, para permitir que células consigam chegar no tecido-alvo. Ela também gera dor, gerando um quadro de quietude no indivíduo a fim de permitir um enfoque de gasto de energia na resolução da injúria. A Calicreina, por sua vez, vai atuar junto ao sistema complemento a partir da clivagem de C5 em C5a (age em processos inflamatórios). Sistema fibronolítico: formação de plasmina que atua junto ao sistema complemento a partir da clivagem de C3 em C3a (age em processos inflamatórios) Sistema da Coagulação: formação de fibrina e fibrinopeptídeos. → Proteínas de fase aguda: As bactérias induzem os macrófagos a produzirem IL-6, que age sobre os hepatócitos, levando-os a sintetizarem proteínas de fase aguda. Exemplo de proteína de fase aguda: Proteína C reativa que atua como opsonina para auxiliar o processo de fagocitose. → Mediadores lipídicos, citocinas e quimiocinas: Quebra de fosfolipídios de membrana gera importantes mediadores inflamatórios. A COX-1 é uma enzima constitutiva (presente em todo mundo) enquanto a COX-2 vai ser expressa quando houver um processo inflamatório. → Fatores solúveis – citocinas e quimiocinas: As citocinas são moléculas que permitem com que haja comunicação entre as diferentes células do sistema imune. As citocinas vão permitir a recirculação de linfócitos, e as quimiocinas vão permitir que as células da imunidade inata migrem da periferia para órgãos linfóides secundários. Após terem interagido com as citocinas, as células passam a desempenhar funções diferentes. AULA 2.2 – MECANISMOS DE RECONHECIMENTO E ATIVAÇÃO DO SISTEMA IMUNE Célula sinalizadora vai liberar moléculas sinais que vão atuar em células-alvo com receptores específicos para esses sinais. Ao receber o sinal, a célula-alvo vai fazer uma transdução de sinal, isto é, a ligação extracelular da molécula-sinal no receptor da célula-alvo vai gerar uma mudança na membrana dessa mesma célula, desencadeando ativações de proteínas intracelulares (é um processo de cascata de resposta). SINAL → RECEPTOR → TRANSDUÇÃO, TRANSMISSÃO E AMPLIFICAÇÃO DO SINAL → ALVOS FINAIS (PROTEÍNAS EFETORAS) → RESPOSTA OU ALTERAÇÃO NO COMPORTAMENTO DA CÉLULA NA IMUNIDADE INATA: I) Moléculas capazes de desencadear resposta imune inata: → PAMPs: padrões moleculares associados à patógenos, que são reconhecidos pelos PRRs (receptores que reconhecem padrões). O reconhecimento de um PAMP por um PRR de uma célula da imunidade inata leva a ativação de vias intracelulares de sinalização, responsável por gerar o processo de inflamação. Ex: a manose presente na superfície de bactérias e fungões são reconhecidos através de receptores PRR. → DAMPs: padrões moleculares associados ao dano, atuam similarmente aos PAMPS, mas têm origem a partir de moléculas endógenas (aquelas próprias do organismo) que são produzidas e liberadas por células danificadas ou mortas. II) Receptores da imunidade inata (PRRS) → Receptores de superfície celular São os TLR (toll-like-receptors), localizados na superfície celular; e responsáveis por identificar PAMPS e DAMPS principalmente de substâncias hidrossolúveis (açúcares, proteínas). → Receptores intracelulares São os NLR (Nod-like-receptors), RLR (Rod-like-receptors, que impedem a replicação viral a partir da produção de interferons que atuam sobre RNA viral) e Inflamossomos (reconhecem qualquer alterações celulares). No geral, os receptores intracelulares são responsáveis por identificar PAMPs principalmente de células lipossolúveis como o DNA e RNA viral. LPS → lipopilissacarídeos; PG → proteoglicanos NA IMUNIDADE ADAPTATIVA: I) Moléculas capazes de desencadear resposta imune adaptativa: → Antígenos: São moléculas ou parte de uma molécula que é especificamente reconhecida por proteínas altamente especializadas dos linfócitos: os receptores de células B (BCR); e receptores de células T (TCR) quando associados ao MHC. No entanto, haptenos, apesar de serem antígenos, são proteínas muito pequenas que são incapazes de induzir uma resposta imune. Anticorpos podem ser produzidos contra esse hapteno pequeno se esta molécula estiver ligada covalentemente a uma proteína carreadora grande, gerando um complexo grande o suficiente para ser reconhecido pelo S.I. A penicilina é um exemplo de hapteno. Características dos antígenos: A) Imunogenicidade: é a capacidade dos antígenos de induzir uma resposta celular ou humoral. Haptenos carecem de imunogenicidade, uma vez que sozinhos são incapazes de gerar resposta imune. PROPRIEDADES QUE INFLUENCIAL NA IMUNOGENICIDADE: → Natureza estranha. → Complexidade: normalmente proteínas são muito mais imunogênicas que polissacarídeos, que por sua vez são muito mais imunogênicos que ácidos nucleicos. → Tamanho: quanto maior a molécula, mais imunogênica. → Capacidade de ser degradado e apresentado aos linfócitos T. B) Antigenicidade: é a capacidade dos antígenos de se combinar especificamente com os produtos dinais da resposta imune (imunoglobulinas, TCR). Epítopo: é a região do antígeno que é reconhecida pelos receptores antigênicos, também denominado determinante antigênico. Em outras palavras, os receptores dos linfócitos não se ligam ao antígeno todo, mas somente aos epítopos de um antígeno. A) Os receptores de linfócitos B (imunoglobulinas ou anticorpos) são capazes de identificar epítopos LINEARES e epítopos CONFORMACIONAIS. B) Os receptores de linfócitos T são capazes de identificar SOMENTE EPÍTOPOS LINEARES. Um epítopo reconhecido pela célula T é um fragmento peptídico do antígeno (peptídeo antigênico) que passou por um processamento antes de se ligar ao MHC. Isso implica que epítopos conformacionais podem ser perdidos durante o processamento; e justamente por isso que células T só reconhecem epítopos lineares. Superantígenos: Os superantigenos são moléculas capazes de ativar um grande numero de linfócitos T de forma inespecífica, mediante a ligação externa a molécula de MHC II e a região variável do TCR. Muitos atogenos produzem superantigenos, incluindo bactérias como as toxinas de Staphylococcus e Streptococcus. O estimulo pelo superantigeno não é especifico, ativam um grande número de células T, que produzem uma quantidade maciça de citocinas, que por sua vez ativam macrófagos, que sintetizam citocinas como TNF- α, que ao alcançar a circulação promovem o choque. Esta patologia é conhecida como choque tóxico bacteriano . II) Os receptores do Sistema Imune Adaptativo BCR → Receptores de células B ou molécula de anticorpo As moléculas de anticorpos são compostas por duas regiões distintas. Uma é a região constante que apresenta apenas uma de quatro ou cinco formas bioquimicamente distinguidas, e a outra é a região variável que pode ser composta por uma variedade aparentemente infinita de diferentes sequências de aminoácidos, formando estruturas um pouco diferentes que permitem que os anticorpos se liguem de maneira específica a uma ampla variedade de antígenos Cada molécula de anticorpo tem dois eixos de simetria e é composta por duas cadeias pesadas (CH) idênticas e duas cadeias leves idênticas (CL). Cada cadeia leve e pesada tem regiões variáveis e constantes. As regiões variáveis de uma cadeia pesada e de uma cadeia levecombinam-se para formar um sítio de ligação ao antígeno; então, ambas as cadeias contribuem para a especificidade de ligação do antígeno da molécula de anticorpo. Além disso, os BCRs vão ter uma região transmembrana mas não vão ter uma região citoplasmática que vá permitir a transdução de sinal. Isso exige que os BCR estejam acoplados a moléculas igBeta e igAlfa, que permitem a sinalização. TCR → Receptores de células T O TCR é composto por duas cadeias de tamanhos aproximadamente iguais, denominadas cadeias alfa e beta do TCR, sendo que cada uma cruza a membrana da célula T. Cada cadeia tem uma região variável (extremidade livre) e uma região constante (extremidade da membrana), e a combinação das regiões variáveis das cadeias alfa e beta criam um único sítio para a ligação do antígeno. Apesar de apresentarem uma porção citosólica, os TCR precisam do auxílio de cadeias peptídicas CD(x) tanto para se ligar ao complexo MHC quanto para enviar o sinal intracelular pelos ITAMs. IMPORTANTÍSSIMO: Os receptores de célula T, diferentemente do BCR, são incapazes de se ligar diretamente ao patógeno. O TCR só consegue se ligar ao patógeno quando ele já estiver ligado ao MHC (complexo principal de histocompatibilidade). Dessa forma, as células T precisam do auxílio de células apresentadoras de antígeno (células dendríticas, macrófagos, células B). A função das moléculas de histocompatibilidade MHC é de apresentar peptídeos derivados de antígenos proteicos para células T (CD4 ou CD8). A consequência disso será uma resposta imune adequada e específica. Os MHC I apresentam para TCD8 e os MHC II apresentam para o TCD4. Existe uma restrição estabelecida pelo MHC de qual antígeno será reconhecido por qual linfócito T. Isso se deve ao fato que o TCR do linfócito T precisa ser capaz de reconhecer TANTO O MHC QUANTO O PEPTÍDEO ANTIGÊNICO. Tanto os receptores dos linfócitos B que o TCR são moléculas altamente variáveis. Essa variabilidade se concentra na região de ligação com Ag (Porção variável) e é determinada por eventos de recombinação somática do DNA genômico. “Essa especificidade dos receptores BCR e TCR em sobreposição aos receptores da imunidade inata (TOLL, NLR, RLR) se dá pela diferença na característica morfofuncional de cada receptor. Por exemplo, os receptores das células da imunidade inata, como os ”TOLL's", possuem uma estrutura que permite a eles interagirem com moléculas presentes na superfície celular de diferentes tipos de patógenos. Isso acontece com o LPS, uma molécula presente na superfície de bactérias gram negativas. Então esses receptores TOLL vão reconhecer qualquer bactéria gram negativa, porque todas elas possuem esse LPS, seja uma Eschirichia coli, uma Helicobacter, qualquer uma delas (característica generalista da imunidade inata). Já as células da imunidade adaptativa possuem receptores diferentes. Esses receptores (TCR no caso de célula T e BCR em célula B) possuem, na sua estrutura, uma região denominada hipervariável que tem afinidade por um antígeno específico na superfície de um determinado patógeno. Então uma determinada célula T ou B vai reconhecer especificamente um antígeno que só tá presente na Escheirichia coli e que não está na Helicobacter. Já outra célula T ou B vai reconhecer especificamente um antígeno que só tá presente na Helicobacter e não está na Escherichia coli (característica específica da imunidade adaptativa).” COISAS QUE PRECISAM FICAR CLARAS SOBRE A AULA II: Na imunidade inata → os receptores podem ser denominados de PRRS (receptores que reconhecem padrões), responsáveis por reconhecer os PAMPs (padrões moleculares associados a patógenos) e DAMPs (padrões moleculares associados a danos); moléculas altamente conservadas encontradas em muitos microrganismos. O reconhecimento dos PAMPs e DAMPs pelos PRRs leva a ativação de vias intracelulares de sinalização e gera como resposta a inflamação e outras respostas inatas. Grupos de receptores PRRS (IMUNIDADE INATA) → TLR (de superfície); NLR, RLR e Inflamossomos (intracelulares). NfcapaB → fator de transcrição da imunidade inata: quando ocorre a sinalização pela cascata de fosforilação, ele transcreve o DNA em RNA, que é traduzido numa proteína. Na imunidade adquirida → antígenos são definidos como moléculas que interagem com os Receptores de Células B (BCR) ou células T (TCR), quando associados as moléculas do complexo principal de histocompatibilidade (MHC). Seu reconhecimento leva a ativação de via intracelulares de sinalização – ativação da resposta imune (adquirida). AULA 3 – SISTEMA COMPLEMENTO (SISTEMA IMUNE INATO) INTRODUÇÃO: → O que são: são proteínas termolábeis produzidas pelos hepatócitos, monócitos, macrófagos teciduais e células epiteliais dos tratos gastrointestinal e geniturinário que vão complementar a atividade das células do sistema imune. → Como são encontradas: A maioria das proteínas do complemento circula no soro na forma inativa como pró-enzimas, ou zimógenos, os quais são ativados pela clivagem proteolítica que remove o fragmento inibidor expondo o sítio ativo da molécula. → Ativação do sistema complemento: As vias do complemento são desencadeadas por proteínas que atuam como receptores de reconhecimento de padrões (PRRs) para detectar a presença de patógenos. O sistema complemento pode ser ativado por 3 vias: via da lectina, via clássica e via alternativa, que iniciam de forma diferente, mas têm o mesmo objetivo, que é formar uma enzima denominada C3 convertase. Quando um patógeno rompe a barreira epitelial e as primeiras defesas antimicrobianas do hospedeiro, ele encontra o principal componente da imunidade inata, conhecido como sistema do complemento, ou complemento. Nomenclatura: Componentes designados C1 a C9 ou pelas letras B ou D. Fragmentos peptídicos formados representados por letras minúsculas a ou b. → Por exemplo: o fragmento C4 é clivado em C4a e C4b. Normalmente o fragmento b é maior que o a (esse padrão não se aplica unicamente ao fragmento C2. Depois da clivagem, o fragmento maior C4b expõe uma ligação tioéster ativa. Quando acontece a exposição da ligação tioéster, o fragmento precisa rapidamente se ligar à superfície celular do patógeno. Se isso não acontece, a ligação tioéster é hidrolisada e se torna inativa de forma irreversível. Por outro lado, o fragmento C4a, pelo seu baixo peso molecular, “sobe” para a corrente sanguínea, permanecendo em sua forma fluida, passando a ser chamada anafilotoxina, cujo papel principal é o de quimiotaxia. A) ATIVAÇÃO DA VIA LECTINA: → inicia a partir da família das moléculas colectinas, que reconhecem o padrão de açúcares presentes na superfície de patógenos. O monômero MBL, por exemplo, reconhece o carboidrato manose pelo seu domínio de reconhecimento de carboidrato. Ao reconhecer as moléculas de manose, a protease MASP2, que está associada ao MBL, é ativada. As ficolinas são similares à MBL em estrutura, mas possuem diferentes domínios de ligação ao carboidrato, denominado domínios de fibronectina. As ficolinas ligam oligossacarídeos contendo açúcares acilados (N-acetil…), acionando a MASP2. → O MASP2 tem atividade catalítica. → Quanto as moléculas da família das colectinas (MBL e ficolinas) reconhecem os açucares na superfície de patógenos, a protease MASP-2 é ativada, e torna-se capaz de clivar os componentes seguintes da via lectina, denominados C4 e C2. → O C4 é então clivado em fragmentos C4a (menor) e C4b (maior). Quando há clivagem dessa molécula do complemento, a separação dos fragmentos C4a e C4b gera uma mudança conformacional na C4b, que expõe sua ponte tioéster reativa. → Quando C4b expõe a ligação tioéster reativa, ele rapidamente se liga na superfície celular do patógeno. → Ao se ligar no patógeno, uma molécula de C2 se liga na molécula de C4b. Quando isso acontece, o MASP- 2 cliva a molécula de C2 em C2a (maior)e C2b (menor), e forma-se a molécula C4bC2a, também chamada de C3convertase. → A C3convertase vai clivar o próximo componente da via, uma molécula de C3, em C3b (maior) e C3a (menor). Uma molécula de C3 convertase é capaz de clivar centenas de moléculas de C3 (que é a molécula mais abundante do sistema complemento). Ou seja, vários fragmentos de C3b são gerados após a formação da C3 convertase. → Ao clivar as várias moléculas de C3 em C3a (menor) e C3b (maior), uma nova ligação tioéster do C3b é exposta, que rapidamente se liga na superfície do patógeno. → Ao se associar com a C3 convertase → C4bC2a + C3b = C4bC2aC3b → forma uma C5 convertase. → A C5 convertase vai ativar o próximo componente da via, o C5, a partir da clivagem deste em C5b (maior) e C5a (menor). → O fragmento C5b vai iniciar a formação de MAC (complexo de ataque a membrana). → Os fragmentos pequenos C4a, C2b, C3a e C5a que não foram utilizados no processo ficarão em sua fase fluida e passam a ser chamados anafilotoxinas, que levam à uma resposta inflamatória. B) A ATIVAÇÃO DA VIA CLÁSSICA → Inicia a partir do C1, complexo formado por C1q e duas proteases associadas C1r e C1s. A via é ativada quando o complexo C1 reconhece/interage com duas regiões Fc da molécula de imunoglobulina. Quando um anticorpo (imunoglobulina) se liga a um antígeno específico, ele expõe sítios de ligação para C1q. O anticorpo de ativação mais eficiente dessa via é o IgM, pois ele é um pentâmero e expõe 5 regiões Fc, que são os sítios de ligação pra C1. Porém a IgG também é relativamente eficiente na ativação do C1, o problema é que como ela é um monômero, são necessárias várias lgG para ligar somente um C1. → Ao formar o conjugado C1-anticorpo-antígeno, o complexo C1q é ativado, consequentemente ativando as proteases associadas C1r e C1s. → Ao serem ativadas, especificamente a C1s, vai clivar o próximo componente da via. → DEPENDE DA MOLÉCULA DE ANTICORPO RECONHECER SEU ANTÍGENO, DE FORMA A EXPOR OS SÍTIOS DE LIGAÇÃO PARA C1 → Resumo: Quando uma molécula C1 consegue se ligar simultaneamente a duas regiões Fc de anticorpos, há a ativação da molécula de C1q que ativa as proteases C1r e C1s. A protease C1s ativada é capaz de clivar os próximos componentes da via clássica, denominados C4 e C2. A C1s vai clivar o próximo componente da via, um C4, em C4a e C4b (maior). A C4b tem sua ligação tioéster exposta, e precisa rapidamente se ligar a membrana celular. A C4b se liga a um componente C2, que é clivado em C2b e C2a pela C1s. C4b se liga a C2a formando C3 convertase. A C3 convertase vai clivar a C3 em dois fragmentos: C3a e C3b. A C3b adere a célula ou se junta à C3convertase, formando a C5convertase. A C5convertase vai clivar o próximo componente da via, a C5, em C5a e C5b. O fragmento C5b vai iniciar a formação de MAC (complexo de ataque a membrana). → ATIVAÇÃO DA VIA ALTERNATIVA → Acontece pela hidrólise espontânea de C3 no plasma em fragmentos C3b e C3a. → C3b se liga à superfície celular → Fator B, um outro componente da via alternativa, pode se associar à C3b → Fator D, um outro componente da via alternativa, ao reconhecer a ligação entre fator B e C3b, cliva o fator B em fragmentos Ba e Bb. → Formação de C3bBb, que nada mais é que a C3 convertase instável. antígeno → C3 precisa se estabilizada pela proteína properdin (liberado pelos neurófilos quando ativados por inflamação). A properdin tem afinidade pela membrana de patógenos. → C3 convertase instável + properdin = C3 convertase estável → C3 convertase estável cliva vários fragmentos de C3, gerando C3a e C3b. → C3b pode ser agregado a C3convertase ou pode se lugar à superfície celular. → Formação de C3bBbC3b ou C5 convertase → C5 convertase cliva a C5 em C5a e C5b → C5b é responsável pela ativação dos componentes finais da via do sistema complemento, que vai levar a formação do MAC. → O QUE ACONTECE COM OS COMPONENTES FINAIS DA VIA COMPLEMENTO C5b, produto das vias clássica, lectina e alternativa, se associa aos componentes C6 e C7. A C7 expõe uma região hidrofóbica, que te dá capacidade de se introduz na membrana celular, propiciando a interação de mais um complemento: C8. C8 também possui uma região hidrofóbica e é capaz de se inserir completamente na membrana celular. A interação C5, C6, C7 e C8 permite a ligação de várias moléculas do próximo componente: o C9. O C9 é polimerizado, formando um poro na membrana do patógeno (MAC). RESUMÃO TOTAL: → As vias são ativadas de maneira diferente, mas tem a mesma finalidade: formação de C3 convertase que vai ser a responsável pelo pontapé inicial para a formação de C5convertase, culminando na MAC. O sistema complemento é composto de 3 vias: a via clássica, lectina e alternativa. A via clássica depende da formação do complexo antígeno-anticorpo e parte de C1. A via lectina depende de proteínas (MBL e ficolina) que reconhecem açúcares manose ou acilados, ativando as MASP1 e MASP2, e parte de C4 e C2. A via alternativa acontece espontaneamente pela hidrólise de C3 e apresenta FATOR D e FATOR B Todas as 3 vias vão gerar C3 convertase, responsável por clivar C3; e é justamente a C3b que, ao se juntar à C3 convertase, vai formar a C5 convertase. A C5 convertase, consequentemente, vai clivar C5 em C5a e C5b. C5b vai permitir a ligação de C6 à C9, gerandoo MAC (complexo de ataque à membrana). Os demais fragmentos menores ficam na fase fluida e são responsáveis por realizarem resposta inflamatória. → FUNÇÕES DO SISTEMA COMPLEMENTO Alguns tipos celulares apresentam receptores do complemento em sua superfície celular, de forma a reconhecer fragmentos das moléculas do complemento. Ao reconhecer esses fragmentos, há um estímulo desses tipos celulares a manterem a resposta imune. Como exemplo, o macrófago tem receptor para o fragmento iC3b, e ao reconhecer esse iC3b, o macrófago vai ser estimulado a realizar fagocitose. → Formação do MAC: (complexo de ataque à membrana), responsável pela formação de poros e a lise. → Opsonização: fragmentos de moléculas do complemento (C3b, iC3b, C4b) são reconhecidos por receptores do complemento de células fagocíticas, que são estimuladas a fagocitarem. A opsonização refere-se ao revestimento do patógeno por proteínas do complemento, de modo que ele se torne mais facilmente capturado e destruído pelas células fagocíticas → ideia da cobertura de chocolate. → Ativação da resposta inflamatória: os fragmentos menores que são originados durante as vias de ativação do sistema complemento (como C3a, C4a, C5a) são reconhecidos por receptores associados à proteína G dos diferentes tipos celulares da resposta inata (macrófagos, neutrófilo, basófilo, eosinófilo…). Quando esse reconhecimento acontece, as células de resposta inflamatória do sistema imune são recrutadas para o tecido-alvo. Em outras palavras, esses pequenos fragmentos do sistema complemento (também denominadas anafilotoxinas) têm característica de quimiotaxia, e convocam as células do sistema imune para o local de infecção. → Eliminação de complexos imunes circulantes: durante a formação da resposta imune são gerados complexos antígeno-anticorpo que ficam na circulação, mas que precisam ser eliminados, senão são acumulados nos glomérulos renais. O C3b tem importante papel nessa eliminação, pois ele, ao se depor na região Fc do anticorpo, passa a ser reconhecido por eritrócitos que tem o complexo CR1. O eritrócito ligado ao anticorpo vai para o fígado ou para o baço, levando o complexo antígeno-anticorpo até um fagócito. → Remoção de células apoptóticas: essas células apresentam sítios de ligação para proteínas como C1q e MBL, que são proteínas da via de ativação do sistema complemento. No processo de ativação do sistema complemento, são liberados aqueles fragmentos pequenos, como C3b, responsável pelo recrutamento de fagócitos. → Presente na interface com a imunidade adquirida: quando um epítopo específico do antígenoé reconhecido pelo BCR, esse antígeno está opsonizado por proteínas do sistema complemento (C3d). Um correceptor (CR2), que participa desse reconhecimento do BCR, reconhece a C3d. Juntos, CR2 e BCR vão ativar o linfócito B. REGULAÇÃO DO SISTEMA COMPLEMENTO → A instabilidade relativa de muitos componentes do complemento é o primeiro meio pelo qual o hospedeiro se protege contra a ativação inadvertida do complemento, pois esses componentes dependem de outras moléculas para serem aderidos a superfície celular. → Um segundo mecanismo regulatório passivo depende da diferença no carboidrato da superfície celular composição de células hospedeiras versus células microbianas. → Uma série de mecanismos ativos – proteínas reguladoras que o hospedeiro possui que atuam para inibir, destruir ou diminuir a atividade das proteínas do complemento e seus fragmentos ativos. I) EXEMPLO DE PROTEÍNAS QUE REGULAM O SISTEMA COMPLEMENTO C1Inh → Inibidor de serina protease: causa dissociação do C1rs e do C1q da via clássica, impedindo a formação do complexo C1, inibindo o restante da via. Proteína de ligação do C4b, CR1 ou MCP → bloqueiam a formação da C3 convertase da via clássica e via lectínica. Na via alternativa Cr1, MCP (CD46) ou fator H → impede a ligação do C3b com o fator B na via alternativa. Fator I quebra o C3b em vários outros pequenos. Fator de aceleração do decaimento (DAF) ou CD55 → acelera a dissociação de C4bC2b e C3bBb Proteína S → Impede a inserção do componente MAC C5bC6C7 na membrana, de forma a impedir a ligação do C8 com sua porção hidrofóbica e consequentemente da formação do poro pelo C9. Fator de restrição homóloga (HRF) ou CD59 → liga ao C5bC6C7C8, impedindo a formação dos conjugados de C9, bloqueando a formação do MAC. Então é possível regular a ativação do sistema complemento na célula hospedeira em várias etapas da via. Deficiência do sistema complemento torna o indivíduo mais suscetível a infecção bacteriana e pode ocasionar ao acúmulo de complexo imune (antígeno-anticorpo). A deficiência de fator H em porcos está diretamente relacionada à insuficiência renal → destruição de glomérulos, pois o C3b passa a se ligar às células do próprio hospedeiro. Evolutivamente, as vias lectinica ou alternativa foram desenvolvidas primeiro, e a clássica provavelmente surgiu depois porque ela depende de sistema imune adaptativo. Sobre a insuficiência renal e as células do complemento: “Se a gente tem uma grande produção de anticorpo em uma determinada doença, e esses complexos imunes (anticorpos ligados a antígenos) permanecem no nosso soro em grandes quantidades. Esses complexos imunes começam a se depositar nos rins nos glomérulos renais e começa a ter uma ativação da resposta inflamatória, ativação do sistema complemento e lise dos glomérulos renais (disfunção renal). Esses complexos imunes precisam ser tirados da circulação e o sistema complemento auxilia nesse processo. Então quando os complexos antígeno-anticorpo vão parar nos rins, quando ele se depositar nos rins ele tem a ativação do sistema complemento, por exemplo pela via clássica, e vai começar a ter a lise das células renais. O complexo imune precisa ser retirado da circulação.” AULA 4 – RESPOSTA INFLAMATÓRIA (IMUNIDADE INATA!) INTRODUÇÃO: → Processo complexo que forma uma cascata: indutores → sensores → mediadores → efetores A resposta inflamatória é consequência da resposta imune inata. Trata-se de uma resposta complexa a um indutor nocivo, que não necessariamente é um microrganismo vivo. O processo de resposta inflamatória depende de vascularização de forma a permitir que as células e moléculas envolvidas alcancem o tecido que precisa de atuação do sistema imune. Com isso, entendemos que a resposta inflamatória: → Envolve o recrutamento e a ativação de várias proteínas plasmáticas e células; → Depende de mediadores químicos; → Depende de vascularização. A resposta inflamatória é uma resposta inata protetora, no entanto, uma resposta inflamatória não controlada pelo organismo de maneira organizada, ela passa a ser exacerbada e pode causar lesões e doenças. Nesse sentido, a inflamação precisa ser controlada. → O sufixo -ite significa doenças originada por inflamação: faringite, artrite, tendinite, etc. a) INDUTORES Podem ser endógenos ou exógenos: → Exógenos: microbial (PAMPs [padrões moleculares: LPS de gram-negativas] e fatores de virulência [como a cápsula de uma bactéria]) e não-microbial (alérgenos [poeira], irritantes, corpos estranhos, componentes tóxicos, trauma mecânico [por isso o tapa na cara fica vermelho]). É liberado em função à presença de qualquer fator externo, patogênico ou não. → Endógenos: fatores liberados por células, por tecidos, pelo plasma e pelo ECM. Todos esses fatores convergem à: sinais liberados por células mortas/malfuncionantes/estressadas Liberado em função à uma alteração no ambiente fisiológico interno. b) SENSORES São os receptores de membrana de células da imunidade inata (ou seja, os PRRs – receptores que reconhecem padrões), que permitem, por cascata de sinalização, uma mudança no comportamento da célula em frente a um induotor. Por exemplo, os PRRs conseguem distinguir DAMPs (padrões moleculares associados ao dano) e PAMPs (padrões moleculares associados a patógeno). Um exemplo seria o reconhecimento do PAMP presença de lipopolissacarídeos da membrana externa de bactérias gram-negativas. c) LIBERAÇÃO DE MEDIADORES QUE VÃO MODIFICAR O AMBIENTE ONDE ESTÁ OCORRENDO O PROCESSO → Citocinas e quimiocinas d) FORMAÇÃO DE EFETORES VISÃO GERAL DO P. INFLAMATÓRIO: Células sentinelas (macrófagos e células dendríticas) são aquelas que percebem alteração no tecido a partir de seus sensores (receptores, como os PRRs), e então elas são ativadas e secretam substâncias (citocinas) que vão induzir a resposta imune. → Citocinas pró- inflamatórias: IL-1, 1L-6, TRF I) SINAIS CARDEAIS DO PROCESSO INFLAMATÓRIO No momento do dano tecidual, há a geração de uma resposta inflamatória local que gera sinais inflamatórios característicos, os sinais cardeais da resposta inflamatória local. O desencadeamento desses efeitos se deve aos fatores indutores endógenos e exógenos. SINAIS Rubor → “vermelhidão” Calor Tumor (edema) → inchaço Dor Alteração (perda) da função tecidual → o tecido lesado vai estar preocupado em se recupar da lesão para depois voltar a exercer sua função normal. = EFEITOS → Vasodilatação → Aumento na permeabilidade vascular → Acúmulo de plasma no tecido → Aumento no fluxo sanguíneo → Migração de leucócitos II) A RESPOSTA INFLAMATÓRIA PODE SER CLASSIFICADA DE ACORDO COM O TEMPO DE DURAÇÃO: → Inflamação aguda (pode ser localizada ou sistêmica): Rápido início e uma curta duração (76 horas, mais ou menos). Os sinais cardeais (calor, rubor, edema, dor, perda de função) vão apontar o início rápido da resposta inflamatória, que num primeiro momento se concentra localmente. No entanto, esse início rápido da inflamação aguda é acompanhada por uma reação sistêmica conhecida como resposta de fase aguda. Como as células da imunidade inata produzem citocinas (proteínas), essas substâncias logo ganham o corpo através da corrente sanguínea, e acabam chegando ao SNC (cérebro → prostaglandinas), ao fígado (proteínas de fase aguda), etc. No fígado, essas citocinas fazem os hepatócitos produzem ainda mais proteínas plasmáticas (de fase aguda), que são detectadas através de exames. Além da resposta local há agora uma resposta sistêmica do organismo, pois outros órgãos foram ativados. ASSIM: A inflamação aguda é acompanhada por uma reação sistêmica conhecida como resposta de fase aguda, a qual é caracterizada por uma rápida mudança nos vários níveis de proteínas plasmáticas. → Inflamação crônica: Processo com início mais demorado, sempre precedido da inflamação aguda, podendo ser de longa duração (meses).Clinicamente, nas inflamações crônicas não se observam os sinais cardinais característicos das reações agudas. Porém, todas as alterações vasculares e exsudativas que originam esses sinais clínicos continuam acontecendo, culminando com o destaque da última fase inflamatória, a fase produtiva-reparativa. Nesse sentido, durante a inflamação crônica, todo o corpo se mobiliza para sanar o dano, e por final temos uma fase reparativa, para o tecido voltar a ter sua função, na qual o sistema imunológico também participa. A inflamação aguda é caracterizada por recrutamento de neutrófilos A inflamação crônica é caracterizada por fibroses e presença de linfócitos e macrófagos. III) CÉLULAS E MEDIADORES ENVOLVIDOS NA RESPOSTA INFLAMATÓRIA AGUDA LOCAL: O dano tecidual (que pode ser causado, por exemplo, por um prego repleto de bactérias) desencadeia uma série de vias para combater o dano. São elas: a via de ativação de células sentinelas, e a via das proteases plasmáticas (como a via do sistema complemento, a via do fator XII [coagulação e cinina], e a via dos eicosanóides); tal que todas agem simultaneamente e auxiliam no processo inflamatório. A) Vamos abordar primeiro a via que envolve a ativação de células dendríticas e macrófagos teciduais. Quando um agente infecioso ultrapassa as barreiras físicas e químicas da imunidade inata, ele se depara com as células sentinelas: as células dendríticas, os macrófagos teciduais, e os neutrófilos. Essas células percebem, a partir de seu PPR, algum padrão generalizado do patógeno, um PAMP (pode ser uma LPS, por exemplo, presente na membrana de todas as bactérias gram-negativas). Quando os receptores das células sentinelas são ativados, há a emissão intracelular de um sinal, que culmina na liberação de citocinas, moléculas cujo principal papel é realizar a comunicação para as demais células da imunidade de que algo está errado naquele tecido. Com isso, somado à resposta do sistema complemento, inicia-se a resposta inflamatória. A inflamação possui mecanismos essenciais para combater a infecção. O primeiro é levar moléculas efetoras adicionais e células do sangue para o local da infecção, buscando agilizar a destruição dos patógenos. O segundo é induzir a coagulação sanguínea local, que promove uma barreira física à propagação da infecção na corrente sanguínea. O terceiro é promover o reparo do tecido danificado, caso a infecção tenha sido acompanhada de abrasão tecidual. Todas essas estratégias são possíveis porque as citocinas pró-inflamatórias liberadas pelas células sentinelas vão induzir a: a) aumento no diâmetro vascular, especialmente pela ação do óxido nítrico, levando ao aumento da quantidade de sangue no local e a diminuição da velocidade do fluxo sanguíneo. b) ativação das células endoteliais, principalmente pela citocina TNF-alfa, que passam a expressar moléculas de adesão celular (CAMs), e dos monócitos e neutrófilos sanguíneos a expressarem integrinas e selectinas, de forma a facilitar o processo de extravasamento das células da imunidade da corrente sanguínea para o local de infecção. c) aumento da permeabilidade vascular, isto é, a separação das células endoteliais, auxiliando no processo de diapedese e permitindo a passagem de proteínas de fase aguda para o tecido infectado; d) coagulação em microvasos no local da infecção, que previne que o patógeno alcance a corrente sanguínea sistemicamente. As citocinas secretadas por células dendríticas e macrófagos em resposta à ativação dos receptores de reconhecimento do padrão incluem um grupo de proteínas estruturalmente diversificado que inclui as interleucinas (IL1-beta, IL-6 e IL-12), as hematopoietinas, a TNF-alfa, e as quimiocinas (CXCL8 e CCL2). As quimiocinas atuam em receptores acoplados à proteína G em outros leucócitos, e a ativação desses receptores pelas quimiocinas resulta na mudança comportamental da célula, de forma que os monócitos, neutrófilos, e outras células da imunidade inata circulantes no sangue são recrutados para o local de infecção. Esse processo de recrutamento é denominado quimiotaxia. A CXCL8 é a quimiocina responsável por recrutar neutrófilos do sangue para o tecido; já a CCL2 é a quimiocina responsável por recrutar monócitos do sangue, que ao alcançar o tecido, passam a ser macrófagos. O processo de perfusão das células do sangue para o tecido é denominado diapedese, e as citocinas também têm papel importante nesse processo, pois são elas que induzem mudanças conformacionais dos leucócitos, de forma a expressarem as integrinas e selectinas; e também no endotélio, de forma a expressarem as CAMs. Principais citocinas secretados pelas células sentinelas. B) Agora, consideraremos as vias de proteases plasmáticas 1. O sistema complemento Durante a ativação das vias do complemento, uma proteína do complemento é clivada em dois fragmentos menores. Com exceção da C2, todas as proteínas do complemento são clivadas de forma que o seu fragmento “a” é o menor e o “b” é o maior. Os fragmentos menores, por um peso molecular muito pequeno, tendem a ficar em sua fase fluida no sangue, e passam a ser consideradas anafilotoxinas. Isso porque elas tem uma atuação de quimiotaxia, e atraem leucócitos, especialmente neutrófilos e macrófagos, para a região lesada. Além disso, as proteínas do complemento vão opsonizar microrganismos de forma que eles sejam reconhecidos mais facilmente pelos fagócitos durante a resposta inflamatória. 2. O fator XII Estão encontrados em sua forma inativa no tecido, mas por alterações fisiológicas nesse tecido, ele é ativado, ficando em sua forma XIIa. Esse fator XIIativado pode atuar em duas cascatas: a cascata cinina e a cascata de coagulação, que apesar de tudo acabam se comunicando entre elas. A CASCATA CININA 1) clivagem da pré-calicreína em calicrenína. 2) a calicreína pode atuar na clivagem do CAMP, formando bradicinina A bradicinina atua no aumento da permeabilidade vascular e na geração de dor. O mecanismo de dor se dá pelo fato que o indivíduo fica mais quieto, e então o metabolismo pode direcionar sua atuação para manter a homeostasia. 2) A calicreína pode atuar no sistema fibrinolítico, clivando plasminogênio em plasmina. A plasmina, por sua vez, pode atuar no sistema complemento a partir da clivagem de C3 em C3a 2) A calicreína também pode atuar no sistema fibrinolítico, clivando plasminogênio em plasmina. A plasmina, por sua vez, vai atuar na formação de fibrina, fazendo uma comunicação para a via da coagulação (fibrina faz contenção de pontos hemorrágicos) A CASCATA DE COAGULAÇÃO O fator XIIativado vai clivar XI em XIativado, que a partir de uma cascata de reações vai acabar clivando protrombina em trombina. A trombina atua sobre o fibrinogênio, clivando-o em fibrina. A fibrina, por sua vez, faz a contenção de pontos hemorrágicos. 3. Os eicosanóides são produzidos a partir de mediadores lipídicos Fosfolipases quebram fosfolipídeos da membrana celular, liberando ácido araquidônico. O ácido araquidônico pode ser substrato para a via das cicloxigenases ou para a via da 5-Lipoxigenase. Na via das cicloxigenases, haverá a formação de prostaglandinas (PGD2, PGE2, PGF2 alfa), de prostaciclinas e de tromboxanos, enquanto na via da 5-Lipoxigenase haverá a formação de Leucotriennos. V) O PROCESSO DE DIAPEDESE Macrófago tem um PRR que reconhece o PAMP do patógeno. O macrófago então fagocita e processa o microrganismo, e com isso, passa para a sua forma ativada (EFETORA), cuja alteração vai permitir que ela seja um fagócito mais eficiente, que libere mediadores como citocinas e quimiocinas; e que haja a expressão de novos receptores. Assim, o macrófago inicia a resposta inflamatória. As quimiocinas são responsáveis por recrutar células de defesa para o tecido que precisade assistência imunológica. E elas são classificadas de acordo com a quantidade de resíduos de cisteína. Os leucócitos precisam se ligar à parede do endotélio para facilitar o processo de diapedese no local de injúria. Esse processo envolve a participação de moléculas de adesão presentes na membrana plasmáticas dos leucócitos, como integrinas, selectinas (célula da imunidade inata) e ICAMinas (endotélio). → As selectinas: normalmente iniciam o processo. → As integrinas: permitem à forte adesão da célula ao endotélio As integrinas têm como ligantes as imunoglobulinas (ICAMs) do endotélio. O endotélio na região inflamada é ativado por citocinas e passa a expressar moléculas de adesão (CAM). Similarmente, as citocinas promovem a expressão de selectinas e integrinas na membrana das células da imunidade inata. Dessa maneira, os leucócitos passam a aderir ao endotélio, facilitando a diapedese. É a quimiocina que vai atrair os leucócitos a migrarem do sangue para o tecido do sítio-inflamatório. VI) ALTERAÇÕES NOS CAPILARES DURANTE A RESPOSTA INFLAMATÓRIA Durante o processo inflamatório, algumas alterações ocorrem nos vasos sanguíneos. São elas: aumento da permeabilidade dos vasos, vasodilatação, diminuição do fluxo sanguíneo e aumento da concentração do sangue no local. Injúria → Ativação da inflamação → Resolução da injúria ou inflamação crônica A inflamação aguda é caracterizada por recrutamento de neutrófilos A inflamação crônica é caracterizada por fibroses e presença de linfócitos e macrófagos. A persistência da inflamação é devido a granulomas, resultado do acúmulo de macrófagos que liberam citocinas e acabam recrutando ainda mais células. Essa persistência se deve a um indutor persistente. O granuloma é uma consequência da inflamação crônica, e é caracterizado por acúmulo de linfócitos e macrófagos em torno ao indutor persistente. Assim, se a inflamação for contínua, como o que acontece na pneumonia, haverá a fibrose dos capilares sanguíneos; e o pulmão deixa de funcionar como deveria → PROCESSO INFLAMATÓRIO CRÔNICO. VII) A INFLAMAÇÃO SISTÊMICA A resposta inflamatória para de ser local e passa a ser sistêmica quando há uma liberação desenfreada de TNF-alfa, IL-1 e IL-6 (citocinas pró-inflamatória) secretadas pelas células da imunidade inata que vão desencadear os sinais cardinais em toda a circulação sanguínea; bem como ativar outros órgãos a participarem na resposta inflamatória. Além do seu efeito localizado, as citocinas pró-inflamatórias (IL-1, IL-6, TNF) secretadas pelos macrófagos têm efeitos sistêmicos, comunicando a outros órgãos que atuem conjuntamente à resposta inflamatória. Um exemplo é a ativação da adrenal a produzir corticóides (que vão controlar a resposta inflamatória); o fígado a produzir células de fase aguda (como as proteínas do complemento), e o cérebro, estimulando a liberação de prostaglandinas que induz a febre. Com isso, entende-se que o comportamento “doente” é parte da resposta do corpo ao estímulo inflamatório. As principais citocinas indutoras de comportamento doente são a interleucina 1 e 6 (IL-1 IL-6) e o fator de necrose tumoral-alfa (TNF-alfa). A febre, por exemplo, causa o aumento de temperatura com objetivo de combater patógenos e favorecer ambiente propício aos macrófagos. A liberação do TNF-alfa (citocina) pelos macrófagos induz efeitos locais protetores, mas o TNF-alfa pode ter efeitos prejudiciais quando liberado sistemicamente. A resposta inflamatória exagerada não é benéfica para o hospedeiro. Por isso precisa haver a resolução da inflamação a partir de outras citocinas (as inflamatórias IL10- TNF-beta*) e glicocorticóides. Mediadores pró inflamatórios → Inflamação sistêmica (SIRS) Mediadores anti-inflamatórios → Resposta contra-reguladora (CARS) PROVA: O comportamento doentio é parte da resposta do corpo ao estímulo inflamatório. A liberação do TNF-alfa pelos macrófagos induz efeitos locais protetores, mas o TNF-alfa pode ter efeitos prejudiciais quando liberado sistemicamente. A liberação sistêmica de TNF-a na corrente sanguínea causa vasodilatação, que leva à perda da pressão sanguínea e ao aumento da permeabilidade vascular, ocasionando perda de volume plasmático e o colapso dos vasos devido ao pouco volume sanguíneo. Além disso, a liberação de TNF-a no choque séptico desencadeia ainda a coagulação sanguínea nos pequenos vasos do organismo, evento denominado coagulação intravascular disseminada, a qual leva ao consumo massivo de proteínas de coagulação e, assim, o sangue do paciente não pode coagular de maneira apropriada O choque séptico bacteriano é causado pelo processo descrito acima. A bactéria produz uma endotoxina que estimula a produção e liberação de TNF-alfa pelos macrófagos, o que leva, em último caso, à falência dos órgãos pelo colapso e tapamento dos vasos. Há coagulação intravascular disseminada, primeiramente. O choque tóxico bacteriano ocorre a partir da produção da toxina da síndrome do choque tóxico pela bactéria Staphylococcus aureus que vai causar uma ligação prolongada entre o macrófago e o linfócito T (vários clones de linfócito T serão ativados) causando uma superprodução de IL-2, IFN-gama, TNF-alfa e IL- 1. Também levando à morte por falência dos órgãos. Uma outra mudança também pode ser observada, que é a a coagulação em microvasos no local da infecção, prevenindo a difusão do patógeno AULA 5 RESPOSTA IMUNE ADAPTATIVA: APRESENTAÇÃO E PROCESSAMENTO DE ANTÍGENO INTRODUÇÃO: → Faz parte da resposta imune adaptativa → Como os linfócitos T (resposta imune adaptativa celular) e linfócitos B (resposta imune adaptativa humoral) são ativadas pela primeira vez. I) CÉLULA T Os receptores de membrana TCR não reconhecem o antígeno diretamente. Eles precisam que uma célula apresentadora de antígeno primeiramente processe o antígeno e que “ofereça” o antígeno a partir de uma molécula, denominada complexo principal de histocompatibilidade (MHC). → São 3 as principais células apresentadoras de antígenos: 1) Células dendríticas: presentes no tecido, tem a função de captar o antígeno da região onde está acontecendo a ação imunológica, processar esse antígeno, e migrar para um órgão linfoide (linfonodo) mais próximo, afim de apresentar o antígeno para os linfócitos T. As células dendríticas são consideradas APC potentes porque elas são capazes de ativar células T virgens. 2) Macrófagos: faz uma ponte entre a imunidade inata e a adquirida. Os macrófagos fagocitam e tentam eliminar o antígeno, e ao mesmo tempo apresenta esse antígeno para os linfócitos T da imunidade adquirida. 3) Linfócitos B: os receptores BCR (anticorpos) captam, processam e mostram o antígeno para o linfócito T. → Importante lembrar: Células T citotóxicas (TCD8) Células T auxiliares (TCD4) → O MHC: O complexo de histocompatibilidade principal é caracterizado por moléculas de superfície de membrana das células apresentadoras de antígeno cujo papel é ligar peptídeos antigênicos formando um complexo MHC-peptídeo antigênico. É este complexo que é reconhecido pelas células T. Elas podem influenciar na susceptibilidade a infecções e surgimento de doenças autoimunes. Além disso, o MHC influencia a habilidade de um organismo aceitar ou rejeitar tecidos transplantados provenientes de outro membro de uma mesma espécie. Essas moléculas são codificadas por genes específicos e quanto maior o polimorfismo (formas alternativas de um gene, ou seja, alelos da mãe e do pai) e a poligenia (genes distintos mas que codificam moléculas com estrutura e funções semelhantes), maior a diversidade das moléculas de MHC; consequentemente, quanto mais variável a molécula de MHC, maior a diversidade de peptídeos antigênicos que podem se ligar a essa molécula e ser apresentados aos linfócitos T. A expressão dos alelos do MHC é codominante, ou seja, há contribuição de 50%da parte paterna e 50% da parte materna na formação dos haplótipos. → Por exemplo: um camundongo heterozigoto vai expressar os genes codificantes de MHC tanto do pai quanto da mãe. Nesse sentido, ele pode apresentar moléculas de MHC de classe I do pai e moléculas de MHC de classe I da mãe. Além disso, as cadeias alfa e beta dos MHC de classe II podem ser recombinadas (pegar cadeia alfa da mãe e cadeia beta do pai, por exemplo). Todo conjunto de genes de MHC herdado de pais para filho é denominado haplótipos. Quanto mais variável a molécula de HMC, mais peptídeos podem se associar a essa molécula e ser apresentados aos linfócitos T. ORGANIZAÇÃO DO MHC Gene do MHC de classe I → codificam para glicoproteínas expressas na superfície de quase todas as células nucleadas. A principal função dos produtos do gene de classe I é a apresentação dos peptídeos antigênicos a Células T citotóxicas (TCD8). Gene do MHC de classe II → codificam para glicoproteínas expressas primariamente em células apresentadoras de antígenos (macrófagos, células B, dendríticas). A principal função dos produtos do gene de classe II é a apresentação dos fragmentos peptídicos do antígeno a células T auxiliares (TCD4). Gene do MHC de classe III → codificam, além de outros produtos, várias proteínas secretadas que possuem funções imunes, incluindo componentes do sistema complemento e moléculas envolvidas na inflamação. EX: o macrófago apresenta MHC de classe I ou II? Os dois, porque ele tem núcleo e, concomitantemente, é uma célula apresentadora de antígeno. E o hepatócito? Classe I, porque é comente uma célula nucleada que não é apresentadora de antígeno. Quanto ao transplante: → Quando se pensa na rejeição de um transplante de fígado, por exemplo, é uma célula TCD8 que está sendo ativada, porque o hepatócito apresenta MHC de classe I, que é reconhecido por TCD8. • Animais isogênicos são aqueles que tem os mesmos genes codificantes para as moléculas de MHC que são expressas. Nesse caso, não há rejeição ao transplante. • Animais heterogênicos são aqueles que apresentam genes codificantes diferentes para as moléculas de MHC (consequentemente expressando diferentes moléculas de MHC). • Compatibilidade: é a análise da composição das moléculas de MHC do indivíduo receptor do transplante comparado ao indivíduo doador do transplante. O linfócito T só reconhece o peptídeo antigênico se ele estiver formando um complexo com o MHC do próprio indivíduo. Isso se deve ao fato de que os linfócitos T, quando no timo, aprendem a reconhecer apenas MHC específicos do próprio animal; e não o MHC de um doador (ou seja, é muito mprovável que 2 indivíduos ao acaso expressem conjunto de moléculas MHC idênticas), e por isso a compatibilidade pode ser baixa. ESTRUTURA DO MHC → O MHC de classe I apresenta uma cadeia alfa com três domínios; sendo um deles transmembrana com uma cauda citoplasmática. A cadeia alfa se associa a uma outra proteína que é a B2 microglobulina durante a síntese do MHC no RE. É entre os domínios alfa 1 e alfa 2 que está a fenda de ligação dos fragmentos peptídicos (de 8 a 10 aminoácidos) dos antígenos ENDÓGENOS que serão apresentados às células T TCD8. → O MHC de classe II é formado por duas cadeias: alfa e beta. Cada uma dessas cadeias apresentam dois domínios e cada uma dessa cadeias apresenta uma porção transmembrana e uma cauda citoplasmática. A fenda de ligação do peptídeo (de 13 a 17 aminoácidos) dos antígenos EXÓGENOS é formado pelos domínios alfa1 e beta1. O RECEPTOR TCR Ao reconhecer o MHC associado ao peptídeo antigênico, o TCR vai ativar os ITAMs que vão levar a sinalização intracelular do linfócito T. Essa sinalização celular vai culminar na ativação de genes relacionados a ativação, proliferação e diferenciação da célula T. É importante salientar que o CDx é um correceptor que vai auxiliar o pareamento entre MHC-antígeno- TCR, e por isso há especificidade (ou restrição) do MHC classe II ao TCD4 e o MHC classe I ao TCD8 TCD4 reconhece antígenos trazidos por MHC de classe II TCD8 reconhece antígenos trazidos por MHC de classe I IMPORTANTÍSSIMO: O reconhecimento de antígenos pelo linfócito T é restrito ao complexo MHC-antígeno. VIA DE PROCESSAMENTO E APRESENTAÇÃO DE ANTÍGENOS: MHC CLASSE I O antígeno endógeno (disperso no citosol) é degradado por proteassomas que o clivam, gerando fragmentos peptídicos (peptídeos antigênico). Os peptídeos antigênicos gerados pela ação da proteassoma entram no retículo endoplasmático através da proteína transportadora TAP, que age como um canal. Dendo do retículo endoplasmático, o peptídeo antigênico se liga à molécula de MHC classe I, que lá foi sintetizada e ancorada. Já com o peptídeo antigênico ligado, formando o complexo antígeno-MHC, a molécula de MHC classe I é exportada em uma vesícula para a membrana celular, alcançando a superfície da célula. Somente quando alcança a superfície celular que há o reconhecimento do complexo pelo receptor TCR da célula T (TCD8) que vai formar o complexo MHC-antígeno-TCR. MHC CLASSE II O antígeno exógeno é primeiramente endocitado, e somente dentro de vesículas, ele alcança o citosol. Dentro da vesícula acídica, o antígeno é degradado gerando peptídeos antigênicos. Paralelamente, há a produção do MHC de classe II pelo retículo endoplasmático com auxílio da cadeia invariante. Uma vez formado no RE, o MHC classe II é enviado ao complexo de Golgi e de lá, enviado de encontro Às vesículas repletas de peptídeos antigênicos. As vesículas do MHC classe II e do fragmento peptídico são fundidas, e com isso, há a formação do complexo peptídeo antigênico-MHC. Essa vesícula contendo o complexo é então transportada para a superfície de membrana da célula; e somente então há o reconhecimento pelo receptor da célula T (TCD4) que vai formar o complexo MHC–peptídeo antigênico–TCR. PROCESSO DE MONTAGEM DOS MHC CLASSE I NO RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO A molécula de MHC de classe I é montada no RE, num processo auxiliado por outras proteínas denominadas chaperonas*. O MHC classe I é associado a proteína B2 microglobulina com auxílio da calnexina. Em seguida a calnexina se desliga e um novo complexo de proteínas chaperonas se liga no MHC classe I. Uma dessas proteínas é a Tapasina, localizada próxima ao complexo TAP. O complexo TAP age como um canal que abre-se, permitindo a passagem de peptídeos antigênicos que foram processados pelos proteassomas para dentro do RE. Esses fragmentos são mais uma vez degradado pela ERAAP, alcançando seu tamanho molecular ideal; e enfim podem se ligar no MHC classe I no próprio RE. Em seguida, o complexo MHC classe I – peptídeo antigênico sai do RE por vesículas, alcançando a superfície de membrana. PROCESSO DE MONTAGEM DOS MHC CLASSE II NO RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO O MHC de classe II também é montado no retículo endoplasmático. Entretanto, ele está associado a uma cadeia invariante, responsável por bloquear a fenda de ligação do MHC à fim de impedir que outros peptídeos quaisquer se liguem nele. O MHC II então sai do RE a partir de vesículas acidificadas; que acabam degradando parte da cadeia invariável, deixando somente aquela que está de fato ligada à fenda do MHC. A vesícula contendo o MHC classe II se funde com a vesícula endocítica que degradou o antígeno exógeno formando peptídeos antigênicos. Quando isso acontece, a porção da cadeia invariável que estava ligada na fenda sai, deixando espaço para que o peptídeo antigênico se ligue. Quem retira a porção da cadeia invariável da fenda de MHC é um outro MHC, denominado de não clássico. VIA ENDÓGENA (MHC CLASSE I) X VIA EXÓGENA (MHC CLASSE II) Uma mesma molécula de MHC pode ligar diferentes tipos de peptídios uma única vez. O importante é que esses peptídeos consigam se acoplar àfenda do MHC. OBS: Alguns antígenos virais e bacterianos (os superantígenos) como toxinas conseguem se ligar externamente ao receptor da célula T e ao MHC, ativando a célula T de maneira inespecífica; pois não é o fragmento peptídico específico na fenda, mas sim a toxina. MOLÉCULAS CD1 Apesar da família CD1 ser codificada fora do locus gênicos para MHC, ela apresenta homologia à estrutura de MHC classe I, mas realizam sua função de maneira similar ao MHC classe II. A única diferença que ao invés de conter em sua fenda fragmentos peptídicos de antígenos, as CD1 vão conter em sua fenda fragmentos lipídicos de antígenos. Esses fragmentos serão apresentados para linfócitos T específicos.